電子電路通常由電阻器、電容器、變壓器、二極管、晶體管等組成。我們將介紹一種特殊的二極管類型。變?nèi)荻O管在電子工業(yè)中具有有用的應(yīng)用，可提供壓控電容。此外，它們還控制鎖相環(huán)中的電壓電平。 

這些可以集成在所有類型的調(diào)諧電路和頻率 RF 電路上。那么讓我們來看看吧！了解其目的和操作過程似乎令人困惑。因此，我們整理了本指南以幫助您獲得有關(guān)此特定主題的更多知識。

（圖片顯示變?nèi)荻O管。來源：維基共享資源）

1. 什么是變?nèi)荻O管？

變?nèi)荩勺?/span>電容）二極管，也稱為變?nèi)荻O管或調(diào)諧二極管，是一種獨(dú)特的半導(dǎo)體。它在反向偏置時(shí)在器件的 pn 結(jié)上提供依賴于電壓的電容利用能力。

2.變?nèi)荻O管類型及應(yīng)用

下面，我們將討論不同的變?nèi)荻O管類型。我們還探索了一些組件的應(yīng)用程序。 

類型

超級突然

 超突變變?nèi)荻O管為電壓變化提供更高的電容。它還可以在低電壓下運(yùn)行。

突然

最常見的類型是突變變?nèi)荻O管，由恒定的摻雜濃度組成。它的結(jié)經(jīng)歷了在制造過程中受到控制的摻雜分布。此外，電容與其接收的電壓成反比。

應(yīng)用

射頻濾波器：

實(shí)際變?nèi)荻O管還可以提供濾波器調(diào)諧功能。這涉及在前端電路中實(shí)現(xiàn)跟蹤接收器，使它們能夠監(jiān)控傳入信號。然后，受控電壓通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)此功能。

壓控振蕩器 (VCO)：

各種射頻配置包括帶有變?nèi)荻O管的壓控振蕩器，這是一個(gè)關(guān)鍵組件。振蕩器的主要操作涉及鎖相環(huán)。這些為頻率合成器或 FM 解調(diào)器提供了應(yīng)用。

（合成器包含一個(gè) VCO，它利用了變?nèi)荻O管）

頻率和相位調(diào)制器：

頻率和相位調(diào)制器也使用變?nèi)荻O管。頻率調(diào)制器通常將這些集成到發(fā)生器中的電諧振中，從而允許二極管接收音頻。結(jié)果，電容將與音頻保持一致。反過來，這會觸發(fā)頻率信號上下移動，以匹配電容變化。

在相位調(diào)制器中，變?nèi)荻O管并入相移網(wǎng)絡(luò)，頻率信號在其中流動。二極管接收音頻，使相位與音頻變化同步。

三、變?nèi)荻O管的工作原理

變?nèi)荻O管電路圖：

（圖像顯示電路上的變?nèi)荻O管。來源：Wikimedia Commons）

可變二極管電路符號：

查看下面可變二極管的原理圖符號，您將看到它包含與PN 結(jié)二極管相似的特性。該二極管具有陽極和陰極端子。您會發(fā)現(xiàn)二極管位于符號的一端。同時(shí)，另一端包含兩條平行線，以象征電容器的導(dǎo)電板。最后，這兩個(gè)板之間的空間代表絕緣電介質(zhì)。 

（可變二極管電路符號。來源：維基共享資源）

公式：

三個(gè)參數(shù)影響變?nèi)荻O管的電容。它們包括 PN 結(jié)的橫截面 (A)、半導(dǎo)體 (?) 和耗盡區(qū)的寬度 (d)。您會發(fā)現(xiàn)這在以下公式中表示：

 C = A?d

工作準(zhǔn)則：

我們需要看一個(gè)電容器來了解變?nèi)荻O管的工作原理。電容器通常包含兩個(gè)導(dǎo)電金屬板，并在兩者之間放置絕緣電介質(zhì)。變?nèi)荻O管的 P 型和 N 型區(qū)用作導(dǎo)電板，而耗盡區(qū)代表電介質(zhì)。由于其與電容器相似的構(gòu)造和設(shè)計(jì)，二極管會產(chǎn)生電容。

（變?nèi)荻O管具有與電容器相似的特性）

如果介電常數(shù)增加或兩個(gè)板之間的距離更短，則電容會增加。然而，兩者之間的距離變大或介電常數(shù)下降會導(dǎo)致電容降低。變?nèi)荻O管的電容與結(jié)的橫截面積成正比。它與耗盡區(qū)的寬度成反比。由于耗盡區(qū)的寬度調(diào)整而發(fā)生電容變化。

反向偏置的變?nèi)荻O管會導(dǎo)致耗盡區(qū)變化。首先，一旦反向偏置增加，該區(qū)域就會擴(kuò)大。實(shí)際上，N 型和 P 型之間的空間增大，從而降低了電容。減小反向偏置將導(dǎo)致耗盡區(qū)收緊。因此，N 型和 P 型區(qū)域之間的距離將縮短，從而增加電容。因此，在變?nèi)荻O管上施加不同的反向偏置電壓會改變電容。

（圖片展示了增加和減少電容的影響。來源：維基共享資源）

基本操作：

變?nèi)荻O管本質(zhì)上存儲電荷。結(jié)果，這些組件通常在反向偏置中起作用。施加反向偏置電壓將導(dǎo)致 n 區(qū)電子和 p 區(qū)空穴與器件的結(jié)分離。

 4.變?nèi)荻O管等效電路

通常，變?nèi)荻O管包含幾個(gè)主要組件，這有助于設(shè)計(jì)二極管等效電路。

不同的雜散元素包括：

• Rs (V)：用作二極管的串聯(lián)電阻。它根據(jù)接收到的電壓而有所不同。

• CJ (V)：這里使用的方面展示了可變結(jié)電容。它還用作二極管的主要元件。

• LP：變?nèi)荻O管中的接線會導(dǎo)致串聯(lián)電容增加。

• CP：這代表寄生電容。二極管中的連接線會導(dǎo)致其結(jié)周圍的寄生電容增加。

5、電容器的溫度系數(shù)

您可以使用以下公式計(jì)算變?nèi)荻O管的電容系數(shù)溫度：

TC C = CC0(T1 – T0)x 100% %/°C

ΔC 值表示器件在反向偏置期間因溫度變化 (T1 – T0) 而引起的電容變化。例如，我們將查看一個(gè)值，其中 C 0等于 29 pF，VR 為 3V，T 0為 25。然后，我們計(jì)算變?nèi)荻O管的電容變化。隨著 VR 值的變化，TC C會發(fā)生變化。因此，最大頻率設(shè)置為 600MHz。然后，您可以使用以下公式計(jì)算變?nèi)荻O管的電抗：

XL = 2πfL = (6.28)(600 x 10 10 Hz)(2.5 x 10 -9 F) = 9.42 歐姆

結(jié)論

正如我們所知，變?nèi)荻O管是電子和射頻電路中的有用組件。此外，該器件包含與電容器類似的功能，展示了它如何通過反向偏置電壓的變化來增加或減少電容。我們還研究了它的一些應(yīng)用，包括 RF 濾波器、VCO 以及頻率和相位調(diào)制器。通常，當(dāng)今存在兩種類型的變?nèi)荻O管，突變型和超突變型。每一種都有其獨(dú)特的電容用途。

您對變?nèi)荻O管有任何疑問嗎？請隨時(shí)與我們聯(lián)系！